arp数据实验的基础

实验目的

理解子网掩码、网关、ARP协议所涉及的基本概念与原理并能运用于分析实际网络，达到对数据包的传送过程深入理解。

实验内容

在实验中，利用ping命令来检验主机间能否进行正常的双向通信。在"ping"的过程中，源主机向目标主机发送ICMP的Echo 报文，目标主机收到后，向源主机发回ICMP的Echo Reply报文，从而可以验证源与目标主机能否进行正确的双向通信。

实验过程 步骤1：设置主机的IP地址与子网掩码：

A（1号机）: 202.192.31.11机号 255.255.248.0

B（2号机）: 202.192.30.24机号 255.255.248.0

两台主机均不设置缺省网关。

用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，记录实验显示结果。

用arp -a命令可以在两台PC上分别看到对方的MAC地址，记录A、B的MAC地址。

分析实验结果。

A: 先清空arp列表，然后ping B，再次查看其arp列表

B: 先清空arp列表，然后ping A，再次查看其arp列表

分析：由实验结果可知，主机A和主机B可以互相连接，且arp表中有端对端设备的ip地址和mac地址。

步骤2：将A的子网掩码改为：255.255.255.0，其他设置保持不变。

操作1：用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A上"ping"B，记录显示结果。用arp -a命令能否看到对方的MAC地址。分析操作1的实验结果。

操作2：接着在B上"ping"A，记录B上显示的结果,此时用arp -a命令能否看到对方的MAC地址。分析操作2的实验结果。

A: arp -d清空，接着ping B，请求失败

分析：

A将目标设备的IP地址（202.192.31.11）和自己的子网掩码（255.255.255.0）相与得网段为（202.192.31.0），和A的不一致，说明在A看来，B与A不在同一子网上。

1.首先查看ARP高速缓存有无主机B的IP地址与其对应的MAC地址，但因为在实验的前面我们使用arp -d清除了主机上的ARP表，所以这个办法不行；

2.其次，主机便把IP数据包送给缺省网关，但因为我们也没有设置缺省网关，因此我们无法获得对方的MAC地址，所以ICMP报文发送请求超时。

B: arp -d清空，接着ping A，请求超时

分析：

B将目标设备的IP地址（202.192.30.24）和自己的子网掩码（255.255.248.0）相与得网段为（202.192.24.0），和B的一致，说明在B看来，A与B在同一子网上。

1.首先查看ARP高速缓存有无主机B的IP地址与其对应的MAC地址，但因为在实验的前面我们使用arp -d清除了主机上的ARP表，所以这个办法不行；

2.因为在同一子网上，因此B可以正常发送ARP请求分组，并且A可以响应该分组，获得对方的MAC地址。

3.ICMP报文发送后，由于A接收后无法响应，因此最后导致请求超时，并且无法获得对方的MAC地址。

步骤3：在前面实验的基础上，把A的缺省网关设为：202.192.31.235

在A与B上分别用ping命令与对方通信，记录各自的显示结果

在A与B上分别用命令追踪数据的传输路径，记录结果

分析（3）的实验结果。

A:ping B，接着

B:ping B，接着 A

分析：

1.步骤二已经说明了在A看来，A和B不在同一个子网，想要A成功pingB需要A设置缺省网关，通过缺省网关再转发给B从而实现连接，步骤三设置了缺省网关，因此可以正常连接；

在B看来，A和B在同一个子网内，想要B成功ping A，需要A正常响应B的ICMP报文，这次由于A设置了缺省网关，所以能通过网关返回给B从而实现连接。

实验结果分析

1.经过设置IP地址和子网掩码后，两台主机在不设置缺省网关的情况下进行通信。根据IP地址和子网掩码，两台主机判断对方在同一网段内，因此不需要经过网关进行通信。在ping命令中，A向B发送了ICMP的Echo 报文，B收到后向A发回了ICMP的Echo Reply报文，两台主机能够正常通信。arp -a命令可以在两台主机上查看对方的MAC地址。

2.在将A的子网掩码改为255.255.255.0后，A和B不再处于同一网段内。A通过ARP协议获取不到B的MAC地址，故ping命令无法发送ICMP的Echo 报文，通信失败；而B可以向A发出ICMP的Echo 报文，并得到A的响应，说明A和B已经建立起单向通信，但是由于A接收后无法响应，因此最后导致请求超时，并且无法获得对方的MAC地址。

3.在设置了A的缺省网关后，A和B在同一网段内。ping命令可以正常进行双向通信，但是数据包的传输路径不再是直接的，而是需要通过默认网关进行交互。命令可以追踪数据传输的路径，显示首先经过默认网关，然后到达目标主机。

实验心得

本次实验通过使用ping、arp和命令，成功验证了IP地址、子网掩码、网关和ARP协议在网络通信中的作用和原理。实验结果也让我更加深入地理解了数据包在网络中传输的过程，以及每个步骤所涉及的相关知识点。在此过程中，我学习了子网掩码、网关、ARP协议的基本概念和原理。

首先，子网掩码是用于划分IP地址的网络ID和主机ID的一个二进制掩码。它与IP地址一起使用，可以确定一个IP地址所属的子网。在实际网络中，不同的子网需要使用不同的网关才能进行通信。因此，了解子网掩码的概念和原理对于理解网络拓扑和网络通信至关重要。

其次，网关也是一个重要的概念。网关是网络中实现不同网络之间通讯的中间设备，如路由器、交换机等。当主机需要与不同的网络进行通信时，它需要通过网关来进行路由选择和转发。因此，对于一个复杂的网络拓扑结构，了解网关的位置和功能非常重要，这有助于进行网络优化和故障排除。

最后，ARP协议是一种通过IP地址获取MAC地址的协议。在网络通信中，每个设备都有一个唯一的MAC地址。当主机需要与其他设备进行通信时，需要先获取目标设备的MAC地址，然后才能发送数据包。ARP协议主要使用广播的方式来查询目标设备的MAC地址，然后将结果存储到本地ARP缓存中，以提高下次通信的效率。

总的来说，通过这次实验，我明白了网络通信不是单纯的端到端连接，而是需要通过多个环节进行交互，每一个环节都需要正确设置和配置，才能构建起稳定可靠的网络通信。